張凱，王君，尹東升，楊超，楊金民

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自動變速器油冷卻器對本體熱平衡影響研究

張凱，王君，尹東升，楊超，楊金民

（哈爾濱東安汽車發(fā)動機制造有限公司技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

自動變速器的熱平衡能力在自動變速器設(shè)計及開發(fā)過程中是一個非常重要的測試參數(shù)。熱平衡能力的好壞直接關(guān)系到變速器整體性能，而且對自動變速器的傳動效率有很大影響。所以，如何有效控制自動變速器的熱平衡能力而經(jīng)過大量的試驗研究證明，自動變速器熱平衡能力與自動變速器進冷卻器流量計自動變速器主潤滑油壓力存在一定關(guān)系。通過對進入散熱器流量計主潤滑油壓力的控制可以對自動變速器的熱平衡能力進行精確控制，對提高變速器的工作能力具有很大指導(dǎo)性意義。

自動變速器；主潤滑壓力；散熱性能；測試

1 引言

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，人們生活水平的提高，汽車已經(jīng)成為人們生活不可缺少的一部分。搭載自動變速器的汽車更受大眾所青睞，為此大部分汽車廠家也加大了對自動變速器的研發(fā)。自動變速器在工作過程中熱平衡能力是設(shè)計變速器是一個非常重要的指標(biāo)，自動變速器本體熱平衡能力是評價一款變速器好壞的重要指標(biāo)。在正常的設(shè)計和測試過程中認(rèn)為變速器熱平衡能力與散熱器大小及整機傳動能力有關(guān)。所以，在控制變速器熱平衡時一般也從這兩個方面入手。但是隨著對自動變速器研究的深入和試驗的細(xì)化，發(fā)現(xiàn)自動變速器的熱平衡能力與進散熱器的流量以及主潤滑壓力有密切的關(guān)系，通過對其二者的控制可以達(dá)到精確控制自動變速器熱平衡的目的，這在自動變速器逆向開發(fā)及方案優(yōu)化方面有者重要的意義。

2 本文的研究意義和內(nèi)容

2.1 本文的研究意義

在進行逆向開發(fā)對標(biāo)樣機熱平衡能力驗證時，通常處于A樣機驗證階段，此時如果對散熱器大小進行改造，可能受到整車大小的限制而無法修改。這樣一般會選擇對主潤滑油壓力和進散熱器流量，在一定范圍內(nèi)控制自動變速器熱平衡能力。對自動變速器主潤滑油壓力的測試方式一般通過將預(yù)留在自動變速器殼體上的壓力測點，將主潤滑油的壓力通過壓力傳感器進行測試。而進行自動變速器散熱性能測試時，一般通過自動變速器內(nèi)置溫度傳感器和自動變速器進出散熱器流量兩個參數(shù)進行評價，溫度傳感器通過改造螺栓工裝固定在自動變速器油溫傳感器上。自動變速器進出散熱器流量則需要將流量傳感器串接到自動變速器與散熱器回路中。并在進入流量計之前加裝溫度傳感器和壓力傳感器測點。以便對自動變速器整機散熱性能進行測試。

圖1 變速器油溫傳感器溫度

圖2 ATF油流量

圖3 變速器進油口壓力、溫度

2.2 本文的主要研究內(nèi)容

在設(shè)計自動變速器熱平衡能力目標(biāo)值時，通常需要進行對標(biāo)樣機在不同工況下的測試，通過溫度傳感器測量讀書大致確認(rèn)自動變速器熱平衡目標(biāo)值。而此目標(biāo)值通常使用自動變速器油溫傳感器處溫度來代表。

由于設(shè)計自動變速器熱平衡能力的目標(biāo)值應(yīng)為變速器工作狀態(tài)的極限工況。故在整車試驗時，環(huán)境溫度設(shè)定為35℃，用以模擬高溫情況。車輛運轉(zhuǎn)狀態(tài)大致分為6個工況狀態(tài)，分別為高速工況、爬坡工況、堵車工況、D檔怠速工況（分為開空調(diào)和關(guān)空調(diào)）、N檔怠速工況（分為開空調(diào)和關(guān)空調(diào)）以及R檔怠速工況（分為開空調(diào)和關(guān)空調(diào)）。

高速工況：車速定義為最高車速90%；檔位為D檔；底盤測功機坡度為0%；整車空調(diào)狀態(tài)為AC開、風(fēng)量最大。

爬坡工況：車速為30km/h；檔位D檔；底盤測功機坡度為7.33%；整車空調(diào)狀態(tài)為AC開、風(fēng)量最大。

堵車工況：車速按照圖4所示；檔位為D檔；底盤測功機坡度為0%；整車空調(diào)狀態(tài)為AC開、風(fēng)量最大。

圖4 堵車工況車速對應(yīng)油門踏板曲線圖

按照以上工況對對標(biāo)樣機進行熱平衡能力測試，采集其自動變速器油溫傳感器位置溫度、自動變速器主潤滑壓力以及進入散熱器流量，作為目標(biāo)值后通過對的自行研制的A樣機的主潤滑油壓力機進入散熱器的流量進行控制來達(dá)到控制整機熱平衡能力的目的。

3 整機熱平衡能力影響因素研究

3.1 對標(biāo)樣機整機熱平衡能力

按照試驗工況對標(biāo)樣機進行6個工況的熱平衡能力測試，在測試過程中由于是模擬極限工況。所以，需要對整車多種性能指標(biāo)進行監(jiān)控，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機機油溫度、發(fā)動機冷卻液溫度、發(fā)動機進氣壓力及流量、變速器表面溫度、變速器本體溫度及壓力等。在各參數(shù)均在正常范圍內(nèi)的情況下，認(rèn)為試驗數(shù)據(jù)具有較高的有效性，測試熱平衡能力如圖5所示。在堵車工況下自動變速器發(fā)熱量最大，油溫可達(dá)111.9℃。而在N檔怠速時，其發(fā)熱量最小為76.3℃。

圖5 對標(biāo)樣機油溫傳感器溫度曲線

對標(biāo)樣機的主油壓力及流量如圖6和圖7所示，僅在高速工況壓力較高，在其他工況主壓力和流量較為穩(wěn)定。

3.2 A樣機未優(yōu)化狀態(tài)整機熱平衡能力

按照對標(biāo)機相同工況對A樣機進行測試，如圖8所示，A樣機除R檔怠速關(guān)空調(diào)工況與對標(biāo)機熱平衡能力相當(dāng)為，其他所有工況均高于對標(biāo)樣機，而且在爬坡工況下升高10%。

圖8 A樣機與對標(biāo)機熱平衡能力對比曲線

圖9 A樣機與對標(biāo)機熱平衡能力對比曲線

圖10 A樣機與對標(biāo)機熱平衡能力對比曲線

與對標(biāo)機相比，A樣機的主油壓力和ATF油流量存在很大差別，尤其是在爬坡工況和D檔怠速工況下，雖然ATF油流量高于對標(biāo)機流量。但是，熱平衡能力卻低于對標(biāo)機。經(jīng)過對A樣機本體分析，確定在爬坡工況下。由于車速較低30km/h，變速器一直處于滑磨狀態(tài)。而A樣機的液力變矩器容量比對標(biāo)機容量小。在滑磨狀態(tài)下產(chǎn)熱量比對標(biāo)機大，屬正?，F(xiàn)象。而其他工況下熱平衡能力較差的則通過TCU調(diào)整主潤滑壓力和ATF油流量，使主潤滑壓力跟隨輸出扭矩變化。修改后變速器熱平衡能力得到改善。

3.3 調(diào)整主潤滑油壓力和ATF油流量測試

對A樣機調(diào)整主潤滑油壓力和ATF油流量后測試數(shù)據(jù)如圖11所示。通過對主潤滑油壓力和ATF有流量的調(diào)整，A樣機的熱平衡性能基本趨近于對標(biāo)機的熱平衡能力，相差較大高速工況和爬坡工況溫度差異也在5%以內(nèi)。通過分析此部分差異在于A樣機本體液力變矩器容量小于對標(biāo)機。所以，產(chǎn)熱量較高。

圖11 A樣機調(diào)整壓力也流量與對標(biāo)機對比曲線

4 總結(jié)與展望

4.1 總結(jié)

本文提出通過調(diào)整自動變速器主潤滑油壓力和進入散熱器流量的方法來調(diào)整自動變速器的熱平衡能力，此方法在進行自動變速器逆向開發(fā)或者開發(fā)后期排故時可以起到很大作用，因為此階段變速器散熱器大小、形狀位置已經(jīng)基本固定。無法通過修改散熱器達(dá)到提高變速器熱平衡能力的效果。而通過修改TCU的標(biāo)定參數(shù)，在不影響自動變速器性能的情況下。通過調(diào)整主潤滑油壓力和流量的方式來控制自動變速器熱平衡性能，是一種簡單。高效的方法

[1] 郭立書.汽車自動變速控制系統(tǒng)的發(fā)展[G].公路交通科技.2003（12）.

[2] 趙海波.汽車自動變速器構(gòu)造與維修[G].機械工業(yè)出版.2010（2）.

[3] 陳天民.自動變速器動力流分析大全[G].中國電力出版.2008（3）.

The automatic gearbox oil water cooler studies to the essence hot balance influence

Zhang Kai, Wang Jun, Yin Dongsheng, Yang Chao, Yang Jinmin

（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

The hot and equilibrium ability of the automatic gearbox is a count for much test parameter in the automatic gearbox design and the development process.The quality of[with] hot and equilibrium ability relates to to the gearbox whole function directly, and spreads to move an efficiency to have to the automatic gearbox to influence very greatly.So, how control the hot and equilibrium ability of the automatic gearbox effectively but through a great deal of on trial research certificate, automatic gearbox the hot and equilibrium ability and automatic gearbox enter main lubricant pressure of the water cooler flowmeter auto gearbox to exist a certain relation.Pass to carry on the precision control towards entering to spread main lubricant pressure of hot machine flowmeter of control can to the hot and equilibrium ability of the automatic gearbox, guide sex meaning towards improving the work ability of the gearbox to have very greatly.

automatic gearbox; The lord lubricates pressure; Spread hot function; test

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1671-7988(2018)22-54-03

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1671-7988(2018)22-54-03

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張凱，就職于哈爾濱東安汽車發(fā)動機制造有限公司技術(shù)中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.018